Luận văn đánh giá chất lượng sản phẩm rượu nếp than trong suốt thời gian lên men

TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

CHÂU TỐ VI
ðỀ TÀI

ðÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM
RƯỢU NẾP THAN TRONG SUỐT
THỜI GIAN LÊN MEN
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Mã ngành: 08
Người hướng dẫn

NGUYỄN CÔNG HÀ
NGUYỄN BẢO LỘC

Cần Thơ 2007


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

Luận văn tốt nghiệp ñính kèm tên ñề tài “ðánh giá chất lượng sản phẩm rượu nếp than
trong suốt thời gian lên men” do CHÂU TỐ VI thực hiện ñã ñược thông qua hội ñồng
báo cáo luận văn.

Giáo viên huớng dẫn

Giáo viên phản biện

NGUYỄN CÔNG HÀ

BÙI THỊ QUỲNH HOA

NGUYỄN BẢO LỘC

Cần Thơ, 28 tháng 6 năm 2007
CHỦ TỊCH HỘI ðỒNG
LÝ NGUYỄN BÌNH

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

i


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

LỜI CẢM TẠ
Xin chân thành cám ơn thầy NGUYỄN CÔNG HÀ, thầy NGUYỄN BẢO LỘC ñã tận tình
hướng dẫn truyền ñạt những kinh nghiệm quí báu giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Chân thành cám ơn ban giám hiệu trường ðại Học Cần Thơ, ban chủ nhiệm khoa Nông Nghiệp
và Sinh Học Ứng Dụng cùng qúi thầy cô bộ môn công nghệ thực phẩm ñã trang bị kiến thức cho
em trong những năm vừa qua.
Cám ơn tập thể cán bộ phòng thí nghiệm bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm và các bạn sinh viên
lớp công nghệ thực phẩm khoá 28 giúp ñỡ, ñóng góp ý kiến và tạo ñiều kiện tốt cho tôi thực hiện

luận văn này ñúng thời gian cho phép.
Chân thành cám ơn!
Cần Thơ, ngày 15 tháng 6 năm 2006
Sinh Viên Thực Hiện

CHÂU TỐ VI

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

ii


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

MỤC LỤC
Lời cảm tạ ........................................................................................................................... i
Mục lục ............................................................................................................................... ii
Tóm tắt ................................................................................................................................ iv
Danh sách bảng ................................................................................................................... v
Danh sách hình.................................................................................................................... vi
Chương 1: Giới thiệu .......................................................................................................... 1
1.1 ðặt vấn ñề ............................................................................................................. 1
1.2 mục tiêu thí nghiệm .............................................................................................. 1
Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ................................................................................. 2
2.1 Nguyên liệu sản xuất rượu nếp than ..................................................................... 2
2.1.1 Gạo nếp than ................................................................................................ 2
2.1.2 Bánh men thuốc bắc..................................................................................... 3
2.1.3 Nước dùng trong sản xuất rượu nếp than..................................................... 6

2.2 Kỹ thuật lên men rượu ......................................................................................... 7
2.2.1 Khái quát quá trình lên men rượu ................................................................ 7
2.2.2 ðộng học của quá trình lên men .................................................................. 8
2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình lên men .............................................. 9
2.3 Các quá trình sinh hoá trong lên men rượu nếp than ............................................ 10
Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................. 15
3.1 Phương tiện nghiên cứu ........................................................................................ 15
3.1.1 Thời gian và ñịa ñiểm .................................................................................. 15
3.1.2 Nguyên vật liệu ............................................................................................ 15
3.1.3 Thiết bị và dụng cụ ...................................................................................... 16
3.1.4 Hoá chất ....................................................................................................... 17
3.2 Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 17
3.2.1 Phương pháp lấy mẫu ................................................................................... 17

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

iii


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

3.2.2 Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 18
3.2.3 Phương pháp phân tích ................................................................................. 18
3.3 Nội dung và bố trí thí nghiệm ................................................................................ 19
3.3.1 Sơ ñồ thí nghiệm tham khảo .......................................................................... 19
3.3.2 Nội dung thí nghiệm ...................................................................................... 19
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................................... 21
4.1 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñế khả năng lên men....................................... 21

4.2 Khảo sát ảnh hưởng của hai loại bánh men ñến chất lượng rượu ở nhiệt ñộ phòng thí
nghiệm................................................................................................................................. 23
4.3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men chính ............................................... 26
4.4 Theo dõi thành phần aldehyt, methanol theo thời gian sau khi phối cồn ............ 31
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ .............................................................................. 33
5.1 Kết luận................................................................................................................. 33
5.2 ðề nghị.................................................................................................................. 33
Tài liệu tham khảo .............................................................................................................. 34
Phụ lục ................................................................................................................................ 35

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

iv


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

TÓM TẮT
Nội dung ñề tài “ðánh giá chất lượng rượu nếp than trong suốt thời gian lên men” với mục ñích
khảo sát các yếu ảnh hưởng chất lượng sản phẩm thông qua việc phân tích các chỉ tiêu như acid
tổng số, aldehyt, ethanol, methanol trong quá trình lên men chính và theo dõi hàm lượng
aldehyt, methanol sau khi phối cồn.
Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt ñộ lên men ñến khả năng lên men của nấm men, tiến hành khảo
sát ở nhiệt ñộ 140C và nhiệt ñộ phòng thí nghiệm (28 – 350C) ñối với hai loại bánh men thuốc
bắc HẢI ANH QUANG và loại men LÀNG VÂN – HÀ BẮC.
Khảo sát ảnh hưởng của hai loại bánh men trên ở nhiệt ñộ phòng thí nghiệm.
Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men ñến khả năng lên men thông qua việc phân tích các
chỉ tiêu aldehyt, methanol, ethanol, acid tổng số từ ngày một ñến ngày năm sau khi chan nước,

tiến hành thí nghiệm trên cả hai loại bánh men ñã giới thiệu .
Theo dõi sự thay ñổi của aldehyt, methanol sau khi phối cồn vào ngày thứ năm của của quá trình
lên men chính, cũng tiến hành khảo sát trên hai loại bánh men ñã giới thiệu ở thời gian 1, 2 tuần
sau khi phối cồn.
Qua quá trình khảo sát thu ñược một kết quả sau:
Nhiệt ñộ 140C nấm men không lên men ñược, nhiệt ñộ phòng nấm men hoạt ñộng bình
thường.Do ñó các thí nghiệm về sau chúng tôi khảo sát ở nhiệt ñộ phòng.
Ở hai loại nấm men khảo sát thông qua các chỉ tiêu phân tích nấm men khác nhau nên hàm
lượng các chất tạo thành cũng khác nhau.
Thời gian kết thúc quá trình lên chính thích hợp nhất là ngày thứ ba sau khi chan nước.
Lượng aldehyt giảm trong quá trình lên men chính và cũng giảm trong quá trình lên men phụ.
Metanol dao ñộng ở khoảng cho phép từ 0,002 – 0,04 % cả trong lên men chính và phụ.

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

v


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

Chương 1. GIỚI THIỆU
1.1 ðặt vấn ñề
Nghề nấu rượu thủ công ñã có từ xa xưa nhưng chưa có tài liệu nào cho biết ñiểm khởi
ñầu. Ngày nay nghề nấu rượu rất phổ biến, mỗi vùng có cách sản xuất khác nhau, các lọai
rượu ngày càng ña dạng hơn, có loại chưng cất có loại không qua chưng cất, ñồng bào
dân tộc còn dùng các loại lá rừng ñể ñưa vào sản xuất rượu cần. Ở nước ta hiện nay có
một số loại rượu tương ñối ngon ñược người tiêu dùng trong và ngòai nước ưa chuộng
như rượu nàng hương ở bình tây, lúa mới, rượu nếp, rượu nho, rượu nếp than,..

Gần ñây rượu nếp than rất ñược quan tâm, nó là một loại ñồ uống có cồn ñược sản xuất
hòan toàn thủ công từ một lọai gạo ñặt biệt, không qua chưng cất. Một mặt nào ñó thì qui
trình mang nội dung của công nghệ sản xuất cồn theo phương pháp amiloza, măt khác lại
mang nội dung của công nghệ sản xuất rượu vang và cũng mang nội dung công nghệ sản
xuất nước giải khát lên men, lại gần giống với rượu cần của ñồng bào dân tộc. Rượu nếp
than có thể sử dụng riêng dịch lên men cũng có thể sử dụng cả hỗn hợp dịch và bã ñược
xay nhuyễn.
Nếu thực hiện ñúng theo phương pháp cổ truyền thì rượu có chất lượng rất tốt vị ñậm ñà
và êm dịu, say mà không cảm thấy sốc hoặc ñau ñầu, chất lượng của rượu còn phụ thuộc
vào nhiều yếu tố. ðể làm rõ về vấn ñề này thì chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của nhiệt ñộ,
loại bánh men và thời gian lên men ñến chất lượng của rượu.
1.2 Mục tiêu thí nghiệm
ðề tài “ðánh giá chất lượng sản phẩm rượu nếp than trong suốt thời gian lên men”.
Nhằm theo dõi sự thay ñổi của nồng ñộ sản phẩm trong thời gian lên men ở nhiệt ñộ và
thời gian lên men khác nhau.
Khảo sát sự thay ñổi các thành phần ethanol, methanol, aldehyt, acid tổng số trong quá
trình lên men chính trên hai loại bánh men thuốc bắc.
Theo dõi lượng aldehyt, methanol sau khi phối cồn.

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

1


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

Chương 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Nguyên liệu sản xuất rượu nếp than

2.1.1 Gạo nếp than

Hình 1: Gạo nếp than

Gạo nếp than là một lọai gạo ñặc biệt ñược trồng nhiều ở vùng Nam Bộ, vì thế loại rượu
này là ñặc sản ở vùng Nam Bộ. Gạo nếp than gồm 4 loại:
Nếp cẩm ðức Hòa
Nếp ñen Khánh Vinh
Nếp than Long ðất
Lúa lức nếp cẩm
Hiện nay vùng ñồng bằng Nam Bộ phân loại nếp than theo màu sắc hạt gạo. Theo cách
này nếp than ñược phân thành 2 loại:
Nếp than ñen tuyền
Nếp than hồng
Các sắc tố của nếp than rất dễ tan trong nước, vì thế sản phẩm rượu mang màu ñặc trưng
của loại gạo nguyên liệu
Tuy khác nhau về màu sắc bên ngòai, nhưng các loại nếp than có thành phần hóa học
không khác nhau nhiều.

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

2


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

Bảng 1: Thành phần hóa học của gạo nếp than
Thành phần

Hàm lượng (%)

Nước
Protein
Lipid
Glucid
Acid hữu cơ
Tro

14
8,2
1,5
74,9
0,6
0,8

( Nguyễn Thị Hiền, NXBKH&KT)
2.1.2 Bánh men thuốc bắc
Bánh men thuốc bắc là một lọai men rượu ñược sản xuất thủ công. Nguyên liệu chính ñể
sản xuất bánh men thuốc bắc là: bột gạo men giống, các vị thuốc bắc. Bánh men thuốc
bắc chứa nhiều giống vi sinh vật thuộc vi khuẩn, nấm men, nấm mốc (nấm sợi).
Nấm men

Saccharomyces cerevisiae
Hình 2: Nấm men

Tế bào nấm men có hình thái và kích thước khác nhau. Tùy loại, tùy giống, chúng có thể
có hình bầu dục, hình cầu, hình trứng, hình quả chanh. Các loại nấm men thường dùng
trong sản xuất rượu bia có kích thước khoảng 4 – 7 µm.

Nấm men sinh sản chủ yếu bằng hình thức nảy chồi, khi gặp ñiều kiện không thuận lợi
chúng có thể sinh sản theo phương pháp tạo bào tử, bào tử khi ra ngoài gặp ñiều kiện
thuận lợi sẽ phát triển thành tế bào nấm men mới.
Nấm men tiếp nhận thức ăn bằng con ñường hấp thu chọn lọc trên bề mặt của tế bào và
sau ñó khuyếch tán vào bên trong. Màng và lớp bao bọc nguyên chất của tế bào trong

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

3


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

trường hợp này ñóng vai trò là màng bán thấm, ngăn cách ñiều khiển các chất dinh dưỡng
vào tế bào và thải ra môi trường xung quanh những sản phẩm của hoạt ñộng sống.
Những chất dinh dưỡng cần thiết cho nấm men: oxy, hydro, cacbon, nitơ, các sinh tố,
chất khoáng.
Trong mỗi gam bánh men có từ vài chục triệu ñến vài trăm triệu tế bào nấm men. Chúng
gồm hai loại khác nhau: Endomycopsis (chủ yếu là Endo.Fibuligenes) và Saccharomyces
(chủ yếu là S.cerevisiae).
- Endo.Fibuligenes: Là loại nấm men rất giàu enzim amylaza, glucoamilaza, do ñó
chúng vừa có khả năng ñường hóa vừa có khả năng rượu hóa.
- Saccharomyces cerevisiae: Có khả năng lên men nhiều loại ñường khác nhau
như: glucoza, sacaroza, maltoza, fructoza, maltoza, fructoza, galactoza. Chúng có khả
năng lên men nhiệt ñộ cao (36-400C), chúng có khả năng chịu ñược ñộ acid. ðặc biệt
chúng có khả năng chịu ñược thuốc sát trùng Na2SiF6 với nồng ñộ 0,02 – 0,0025%. ðặc
ñiểm quan trọng hơn có khả năng lên men nhiều loại nguyên liệu khác nhau như ngô,
gạo, khoai sắn, với lượng ñường trong dung dịch từ 12 – 14% có khi 16 – 18%. Nồng ñộ

rượu trong dung dịch lên men 10 – 12%. Nhiệt ñộ lên men thích hợp là 28 – 32%.
Ngoài hai nấm men cơ bản trên, trong bánh men thuốc bắc còn có nhiều nấm men dại
khác, chúng vừa có khả năng thủy phân tinh bột, vừa có khả năng chuyển hóa ñường
thành rượu, tuy sự chuyển hóa này thấp. ðiều ñặc biệt là loại nấm men dại này chịu ñược
nhiệt ñộ rất cao, có khi tới 60 – 650C và chịu ñược chất sát trùng nồng ñộ 0,05 – 1%.
Vai trò của nấm men chuyển hóa ñường thành rượu, trong suốt qúa trình lên men ngoài
ethanol còn có CO2 và các sản phẩm phụ khác như: glycerol, dầu fusel, ester, acid hữu
cơ, aldehyde. Sự hiện diện này tùy thuộc vào dòng nấm men và ñiều kiện lên men, chúng
góp phần tạo hương vị ñặc trưng cho rượu.
Nấm mốc
Nấm mốc có cấu tạo hình sợi, thuộc lọai thực vật hạ ñẳng có bào tử, không có diệp lục tố,
không có khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ khí cacbonic mà sử dụng hữu cơ có sẵn ñể
sinh sống.
Mốc mọc tốt trong môi trường có nhiều không khí, vì vậy chúng thường phát triển trên bề
mặt cơ chất dưới dạng các nhóm hình sợi lún phún, lớp mạng nhện hay khố bông.

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

4


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Mucor

Trường ñại học cần thơ

Aspergillus

Rhizopus

Hình 3: Một số nấm mốc thường gặp

Trong bánh men thuốc bắc thấy nhiều loại nấm mốc phát triển thuộc dạng Aspergillus,
Penicillium, Mucor, Rhizopus phát triển nhiều hơn cả.
Loài Mucor, ñặt biệt là Mucor rouxii có nhiều ñặc tính quí như khả năng chịu nhiệt ñộ
cao 32 – 350C, chúng vừa có khả năng ñường hóa vừa có khả năng rượu hóa. Vì một số
chủng Mucor trong môi trường lỏng sẽ phân ly thành những tế bào riêng rẽ giống như
nấm men nên có khả năng lên men rượu.
Aspergillus, Mucor thuộc loại vi sinh vật háo khí, chúng phát triển chủ yếu trên bề mặt
của môi trường rắn hoặc lỏng, cũng có thể tạo thành mixen trong canh trường rắn hoặc
lỏng.
Vai trò của nấm mốc
Nấm mốc có khả năng sinh ra enzym amilaza và glucoamilaza thủy phân tinh bột thành
ñường. Nguồn tinh bột ban ñầu ñược hồ hóa bằng cách nấu.
Glucoamilaza không chỉ có khả năng phân cắt nối α-1,4 mà còn phân cắt nối α – 1,6
glucozit và biến 100% tinh bột thành ñường glucose.
Amilaza sản phẩm glucose, dextrin, maltose.
Vi khuẩn
Trong bánh men thuốc bắc có nhiều loại vi khuẩn phát triển, trong ñó chủ yếu là các loại
vi khuẩn lactic và vi khuẩn acetic. Thời gian ñầu của quá trình lên men, quá trình này xảy
ra có lợi tạo pH thích hợp cho nấm men và nấm sợi phát triển. Tuy nhiên nếu pH quá thấp
sẽ ảnh xấu tới quá trình lên men. Mặt khác trong dịch lên men có oxy thì vi khuẩn acetic
sẽ oxy hóa rượu thành acid acetic, quá trình này làm tổn hao lượng ethanol tạo thành.

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

5

Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

Các vị thuốc bắc
Thành phần hóa học: Một số vị thuốc bắc thường dùng trong các men làm rượu có chứa
hàm lượng thuốc kháng sinh thực vật khá cao như quế tinh dầu chứa 95% cinnamic
aldehyde, ñinh hương tinh dầu chứa 85% eugenol, bạc hà tinh dầu chứa 50% methol, tiểu
hồi tinh dầu chứa 70% anathol. Một số vị khác hàm lượng chất dinh dưỡng ñáng kể như
nhục ñậu khấu chứa 40% chất béo, cam thảo chứa 8% glucose, 6% saccharose, 30% tinh
bột,…(Hà Thị Cẩm Tú, 2005).
Vai trò: Trong cách làm viên men rượu thủ công ñều có sử dụng các vị thuốc bắc. Vai trò
của các vị thuốc bắc trong viên men rượu ñược quan tâm tập trung ở hai tác dụng: tác
dụng kháng khuẩn và tác dụng tạo hương vị cho rượu, tuy nhiên vấn ñề này chưa ñược
nghiên cứu nhiều.
2.1.3 Nước dùng trong sản xuất rượu nếp than
ðộ cứng không quá 7 mg ñương lượng / lit phải trong suốt không màu không mùi, hàm
lượng muối không ñược quá giới hạn
Bảng 2: Hàm lượng muối của nước sử dụng trong sản xuất rượu bia

Ion
ClSO42As
Pb
No3

Hàm lượng (mg/l)
0,5
80
0,05
0,1

40

Ion
F
Zn
Cu
Fe

Hàm lượng (mg/l)
3
3
5
0,3

(Bùi Thị Quỳnh Hoa – Công nghệ sản xuất rượu bia và nước giải khát)

Khả năng oxy hóa một lit nước không quá 2ml dd KMnO4 (0,01N)
Chất cặn không vượt quá 1000ml/l
Hàm lượng các chất hữu cơ không vượt quá 4mg/l. Vi sinh vật hầu như không có.
pH kiềm không thích hợp cho quá trình nấu nguyên liệu, có khả năng tạo ñiều kiện thuận
lợi cho vi sinh vật phát triển và thúc ñẩy quá trình tạo thành glyceryl trong quá trình lên
men.
Ecoli < 20 tế bào/ lit.

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

6


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

2.2 Kỹ thuật lên men rượu
2.2.1 Khái quát quá trình lên men rượu
Lên men rượu là một quá trình trao ñổi chất nhờ tác dụng của enzym tương ứng gọi là
chất xúc tác sinh học (ñược sinh ra từ sự trao ñổi chất ñể duy trì sự sống của tế bào nấm
men). Tùy theo sản phẩm tích tụ của quá trình lên men người ta chia nhiều kiểu lên men
khác nhau. Tuy nhiên có hai hình thức lên men chính lên men yếm khí và lên men hiếu
khí.
- Lên men yếm khí: là sự phân hủy ñường không có sự hiện diện của oxy như quá
trình lên men lactic, lên men rượu, butylic,…
- Lên men hiếu khí: là sự phân hủy ñường có sự hiện diện của oxy như quá trình
lên men acid acetic, citric,…
- Lên men rượu là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men, chuyển
hóa ñường thành rượu và CO2.
Trong quá trình lên men rượu người ta chia làm hai thời kỳ chính:
- Thời kỳ phát triển sinh khối: giai ñoạn này với sự có mặt của O2 tế bào nấm men
phát triển sinh khối (gia tăng kích thước và số lượng)
- Thời kỳ lên men chuyển ñường thành rượu và CO2: giai ñoạn này nấm men hấp
thụ các chất dinh dưỡng và sử dụng các enzym sẵn có của mình ñể thực hiện xúc tác sinh
hóa trong quá trình trao ñổi chất ñể duy trì sự sống tạo thành rượu và CO2.
2.2.2 ðộng học của quá trình lên men
Tốc ñộ của quá trình lên men có thể quan sát ñược bằng cách theo dõi sự thay ñổi của
hàm ñường trong dịch lên men, quan sát bằng cách theo dõi sự thay ñổi lượng rượu và
CO2 tạo thành cũng như cũng như sự thay ñổi trị số của nồng ñộ dịch lên men.
Quá trình lên men chia làm 3 thời kỳ chính:
- Thời kỳ ñầu: Khoảng 60 giờ kể từ khi cho dịch lên men tiếp xúc với nấm men.
Sự lên men xảy ra rất chậm, ñường lên men không ñáng kể.
- Thời kỳ 2: ñây là thời kỳ lên men chính. Chiếm khỏang 60 – 120 giờ sau thời kỳ

ñầu. Sự phát triển của nấm men và sự lên men sau mỗi giờ tăng nhanh ñáng kể và ñạt ñến
trị số cực ñại.
- Thời kỳ cuối: ñây là giai ñoạn lên men phụ xảy ra rất chậm ñồng thời là thời kỳ
ổn ñịnh tạo mùi cho sản phẩm. Tùy theo phương pháp lên men, loại sản phẩm mà thời
gian lên men phụ kéo dài khác nhau.
Thời kỳ lên men chính là thời biến ñổi sâu sắc các thành phần trong dịch lên men, chúng
ảnh hưởng ñến kết quả của quá trình lên men. Trong giai ñọan này, trong ñiều kiện lên

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

7


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

men bình thường sau mỗi giờ nồng ñộ ñường trong dịch lên men sẽ giảm ñi khoảng 1 ñộ
(Brix, balling, %).
Sự tồn tại của thời kỳ lên men cuối là ñặt trưng ñối với quá trình lên men dịch ñường hóa
từ nguyên liệu chứa tinh bột.
Trong dịch lên men nếu biểu thị hàm lượng ñường tồn tại trong dịch lên men là 100% thì
4 – 6% là dạng chất khô không tan, 75 – 77% ñược chuyển thành maltose và 19% là
dextrin.
Trong giai ñoạn lên men sự ñường hóa cũng xảy ra nhưng rất chậm và không hoàn toàn,
ñặc biệt khó khăn ñối với tinh bột không hòa tan. Do ñó tốc ñộ lên men không phụ thuộc
vào số lượng tế bào nấm men mà chủ yếu phụ thuộc vào sự thủy phân hàm lượng dextrin
không lên men còn lại. Tuy vậy, chính những lọai ñường không lên men này sẽ tạo thành
vị ngọt cho sản phẩm. Như vậy chu kỳ lên men dịch ñường hóa tinh bột phụ thuộc vào
thời gian lên men cuối hay phụ thuộc vào khả năng ñường hóa của phức hệ enzym

amilaza. Rất nhiều thí nghiệm cho thấy càng kéo dài thời gian lên men cuối thì càng gia
tăng hiệu suất của quá trình lên men.
Tuy vậy tùy theo sản phẩm của sự lên men, nồng ñộ ñường của dịch ñường hóa, phương
pháp lên men, nhà sản xuất sẽ tạo ra một qui trình sản xuất riêng biệt với chất lượng và
thành phần mong muốn của họ.
2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình lên men
Mỗi hoạt ñộng sống của vi sinh vật nói chung, của nấm men nói riêng liên hệ mật thiết
với ngoại cảnh. Có 3 mức ñộ ảnh hưởng ảnh hưởng khác nhau ñến hoạt ñộng sống của tế
bào nấm men.
- ðiểm cực tiểu: là ñiều kiện tối thiểu ñể nấm men tồn tại, ở ñiều kiện này bắt ñầu
xuất hiện các hoạt ñộng sống.
- ðiểm cực thích: là ñiều kiện tốt nhất cho hoạt ñộng sống. nấm men có cường ñộ
hoạt ñộng mạnh nhất.
- ðiểm cực ñại: là ñiều kiện tối ña và là giới hạn trên tồn tại của hoạt ñộng sống,
quá giới hạn này nấm men sẽ chết.
Vì vậy vấn ñề quan trọng trong quá trình nuôi cấy nấm men là ñiều chỉnh ñiều kiện ngoại
cảnh sau cho ñạt ñược giới hạn tối ưu.

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

8


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

Nồng ñộ ñường
Nấm men có khả năng lên men ñường thành rượu trong khoảng nồng ñộ ñường thích hợp
từ 10 – 18%, nồng ñường quá cao sẽ ức chế nấm men và năng lực lên men rượu giảm khi

nồng ñộ ñường 30 – 35%, nồng ñộ ñường thấp quá cũng làm giảm năng lực lên men.
Nhiệt ñộ
ðể thấy rõ ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến hoạt ñộng sống của tế bào nấm men cụ thể là nấm
men Saccharomyces cerevisiea rasse XII trong quá trình lên men rượu. Nấm men chủng
VII này phát triển tốt ở nhiệt ñộ 30 – 330C , nhiệt ñộ tối ña là 380C, tối thiểu là 50C. Nấm
men ñược nuôi cấy ở nhiệt ñộ thấp hơn nhiệt ñộ tối ưu ở 17 – 220C có năng lực lên men
rất lớn. ðối với quá trình lên men thì nấm men chịu ñược giới hạn nhiệt ñộ khá rộng từ 1
– 450C. Nếu nhiệt ñộ quá 500C thì nấm men sẽ chết.
pH
Nấm men có thể phát triển trong môi trường pH= 2 – 8 nhưng thích hợp nhất là 4 – 4,5.
Vì vậy trong lên men rượu người ta thực hiện ở pH = 3,8 – 4,0 ñể ngăn ngừa khả năng
nhiễm khuẩn, vi khuẩn bắt ñầu phát triển ở pH = 4,2. Tuy nhiên trong thực tế có những
loài vi khuẩn quen dần với pH thấp nên ngoài việc ứng dụng ñiều chỉnh pH thích hợp còn
phải kết hợp với việc sử dụng thuốc sát trùng. Khi pH = 8 thì nấm men phát triển rất kém
ngược lại vi khuẩn phát triển rất mạnh.
ðể tạo pH thích hợp trong môi trường nuôi cấy nấm men ( kể cả lên men) người ta có thể
bổ xung vào môi trường bất cứ loại acid nào, miễn là anion của acid không gây ảnh mạnh
ñến trung tâm hoạt ñộng của nấm men.
Nồng ñộ rượu
Nồng ñộ rượu sinh ra ảnh hưởng tới tốc ñộ và khả năng phát triển của nấm men. Nồng ñộ
rượu ảnh hưởng ñến tốc ñộ phát triển riêng của nấm men còn phụ thuộc vào thời gian, số
lượng tế bào và nguyên liệu chuẩn bị cho môi trường nuôi cấy.
Oxy
Trong ñiều kiện không có oxy nấm men sẽ lên men ñường tạo thành rượu và CO2, còn
trong ñiều kiện có ñầy ñủ oxy nấm men có khả năng oxy hoá ñường thành CO2 và H2O
và tăng sinh khối. “Hiệu ứng Pasteur” kìm hãm sự lên men rượu bằng O2.
Oxy là thành phần không thể thiếu trong quá trình tăng sinh khối. Tuy nhiên nó là nguyên
nhân gây hư hỏng cho rượu trong giai ñoạn chế biến còn lại. Với sự có mặt của oxy nấm
men sẽ lên men không hoàn toàn vì chúng sẽ phát triển sinh khối.Trong giai ñoạn bảo

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

9


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

quản thì chúng sẽ làm cho sản phẩm có nhiều aldehyde, sản phẩm rất dễ bị biến màu do
phản ứng oxy hoá, phản ứng hoá nâu gây tối màu cho sản phẩm, làm chua sản phẩm do
sự hình thành acid hữu cơ, gây thối cho sản phẩm phụ theo thời gian bảo quản.
Còn thiếu oxy trong giai ñoạn ñầu quá trình lên men diễn ra chậm do không ñủ oxy cho
quá trình tăng sinh khối làm cho không ñủ tế bào lên men ảnh hưởng ñến chất lượng sản
phẩm và dây chuyền sản xuất.
2.3 Các quá trình sinh hoá trong lên men rượu nếp than
Lên men rượu nếp than là một quá trình hết sức phức tạp, xảy ra các quá trình hoá học,
sinh học và các quá trình vi sinh vật.
Các quá trình vi sinh vật
Thực chất của quá trình này là quá trình sinh sản và sinh trưởng của vi sinh vật, xảy ra rất
nhanh ở giai ñoạn ñầu lên men khi cho bánh men thuốc bắc vào nguyên liệu. Sự phát
triển mạnh của vi khuẩn giai ñoạn này kéo theo sự tạo thành một số acid hữu cơ làm pH
của môi trường giảm xuống tạo ñiều kiện thuận lợi cho các loài nấm phát triển, giai ñoạn
này nấm men cũng phát triển nhưng với tốc ñộ yếu.
Nấm mốc phát triển thuỷ phân tinh bột thành ñường, lúc này mới tạo ñiều kiện cho các
loái nấm men phát triển mạnh. Việc phân rõ ràng các giai ñoạn phát triển của vi khuẩn,
nấm men, nấm mốc rất khó vì thực tế việc phát triển của các loài vi sinh vật trong khối
lên men diễn ra ñồng thời. Chỉ có ñiều khẳng ñịnh là không cùng một mức ñộ. Sự phát
triển của vi khuẩn, nấm mốc ñòi hỏi phải có sự có mặt của oxy nhất ñịnh trong môi
trường, chính vì thế các lòai vi sinh vật này phát triển mạnh ở giai ñoạn ñầu. Nấm men

cũng cần sự có mặt của oxy ñể tăng sinh khối, tuy nhiên mức ñộ không cao như nấm
mốc. Mặt khác nấm men phát triển thì cần ñường, do ñó cần có thời gian ñể nấm mốc
chuyển hóa ñường từ tinh bột.
Các quá trình sinh hóa
Quá trình chuyển hóa ñường và các thành phần khác thành các acid hữu cơ trong ñó có
hai quá trình tạo acid hữu cơ cơ bản: quá trình tạo acid acetic và acid lactic, quá trình tạo
acid lactic mạnh hơn, cả hai quá trình này xảy ra với cường ñộ không mạnh vì giai ñoạn
ñầu lượng ñường tạo thành trong khối lên men chưa cao.
Quá trình chuyển hóa tinh bột thành ñường: do sự phát triển của nấm men Endomycopsis,
tinh bột ñược chuyển hóa thành ñường các loài nấm mốc, nấm men trong quá trình phát
triển tạo ra các enzym amilaza, glucoamilaza, bản chất của các enzym này là enzym cảm
ứng, do ñó nguyên liệu chứa nhiều tinh bột kích thích mạnh mẽ quá trình sinh tổng hợp.
Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

10


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

ðiểm quan trọng thứ hai cần ñề cập ñến các enzym này chịu sự ñiều khiển bởi sản phẩm
cuối cùng là glucose. Bình thường thì glucose sẽ ức chế phản ứng thủy phân tinh bột,
nhưng các lòai nấm mốc Mucor rouxii, Rhizopus delermar, các loài nấm men
Endomycopsis vừa có khả năng tổng hợp enzym vừa có khả năng chuyển hóa ñường
thành rượu, mặt khác các loài nấm men Saccharomyces cũng tích cực chuyển hóa ñường
glucose thành rượu. Kết quả lượng glucose tạo thành bao nhiêu thì chuyển hết thành
rượu, một phần phục vụ cho sinh trưởng của các loài vi sinh vật ñó. Do ñó trong khối lên
men thường không xảy ra cơ chế kiềm hãm ngược bởi glucose
Cơ chế của quá trình chuyển hóa ñường thành rượu và các sản phẩm phụ

Chuyển hóa ñường thành rượu: Qúa trình này ñược thực hiện bởi Saccharomyces sp.,
Mucor, Rhizopus, Endomycopsis sp. Trong ñó nấm men Saccharomyces ñóng vai trò
quan trọng.

Sơ ñồ chuyển hóa

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

11


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

Glucose
Glucose-6-phosphat
Fructose- 6- phosphat
Fructose-1,6- diphosphat
3- phosphoglyceroaldehyde

phosphodioxyaceton

1,3 diphosphoglyceric
3-phosphoglyceric
2-phosphoglyceric
Acid phosphopyruvic
Acid pyruvic
Acetaldehyde
Rượu etylic

Hình 4: Sơ ñồ chuyển hóa ñường thành rượu

Cũng tương tự như trên, quá trình phosphoryl hóa fructose, manose có thể xảy ra ñể tạo
thành các este hexose – 6- phosphat tương ứng.
Song song với quá trình chuyển hóa ñường thành rượu, các sản phụ khác cũng ñược tạo
thành: aldehyde, rượu bậc cao, este, acid hữu cơ, metanol.
Sự tạo thành metanol
Trong thành phần nguyên liệu có chứa các pectin este của acid polygalacturovic, nên khi
nấu nguyên liệu thì este này bị thủy phân tạo thành metylic.
este của acid polygalacturovic

T0

acid pectic + metylic

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

12


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

Tạo thành do hoạt ñộng của nấm mốc: trong chế phẩm amilaza thu nhận từ từ nấm mốc
luôn chiếm một lượng pectinaza và hemixenluloza. Do ñó khi ñường hóa có một lượng
pectin bị phân hủy thành acid pectic và metanol.
Aldehyde
Là sản phẩm của quá trình trao ñổi chất ở nấm men và cũng có thể ñược tạo thành qua
con ñường oxy hóa các loại rượu. Chủ yếu là hàm lượng acetaldehyde.

Acid pyruvic

Decacboxyl hóa

accetaldehyde

Hàm lượng này giảm ñi rất nhiều trong quá trình lên men phụ:
- Các aldehyde này ngưng tụ lại với nhau ñể tạo thành các aldol
- Tác dụng với etanol tạo thành dietylacetate
- 2 acetaldehyde tác dụng với nhau tạo thành acetoin tiếp tục chuyển thành diacetyl sau
cùng chuyển thành 2,3- butanol.
Sự tạo thành các rượu bậc cao
Là cấu tử chủ yếu của dầu fuzel: propylic, izopropylic, butylic, izobutylic, amylic,
izoamylic. Hàm lượng chỉ khoảng 0,4 – 0,5% so với etylic nhưng nó gây cho sản phẩm
có mùi khó chịu.
Nguyên nhân hình thành chủ yếu là nấm men sử dụng nitơ của acid amin (theo thuyết
Erhlich) .

R – CH – COOH + H2O

RCH2OH + NH3 +CO2

NH2
Chủ yếu là hai loại izoamylic (tạo thành từ izolơxin) và izobutylic (từ izovalin)
Nguyên nhân thứ 2 là nấm men trực tiếp ñồng hóa acid amin nhờ sự có mặt của acid
pyruvic (thuyết Veselov)
R-CO-COOH
RCHO +RCHO

RCHO +CO2
R – CH2OH + R- COOH

Hàm lượng này giảm trong quá trình lên men phụ do sự tạo thành các este tạo hương cho
rượu.

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

13


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

Sự tạo thành các acid hữu cơ
Là sản phẩm bậc hai thường trực của quả trình lên men rượu chủ yếu lá acid lactic và
acid acetic
- ðược tạo thành từ acid pyruvic
Acid pyruvic

acid lactic
Oxy hóa

Acetaldehyde

Acid acetic

- Acid lactic ñược tạo thành từ phosphodioxyaceton
phosphodioxyaceton

+H2O

Acid lactic + H3PO4

Ngoài ra acid succinic cũng ñược tạo ra bằng 2 con ñường
- Dehydro và trùng hợp hai phân tử acid acetic với một phân tử aldehydeacetic
- Deamin glutamic.
Sự tạo thành các este
Là kết quả của sự tương tác các sản phẩm bậc hai không thường trực, este hóa các acid
bay hơi và không bay hơi với các loại rượu khác nhau chiếm nhiều nhất là etylacetate,
aldol, dietylacetate.

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

14


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

Chương 3. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Phương tiện nghiên cứu
3.1.1 Thời gian và ñịa ñiểm
- ðịa ñiểm: phòng thí nghiệm Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông
Nghiệm và Sinh Học Ứng Dụng - Trường ðại Học Cần Thơ
- Thời gian: từ ngày 26/2 – 18/5/2007
3.1.2 Nguyên vật liệu
- Gạo nếp than

Gạo nếp than ñã ñược nấu thành xôi
Hình 5: Nguyên liệu nếp than

- Bánh men thuốc bắc

Loại men HẢI ANH QUANG

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

15


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

Loại men LÀNG VÂN – HÀ BẮC
Hình 6: Bánh men thuốc bắc

3.1.3 Thiết bị và dụng cụ
- Nồi cơm ñiện
- Máy UV – VIS
- Bộ chưng cất
- Pipet các loại
- Bình ñịnh mức
- Cân phân tích, buret, bình nón, bình cầu ñáy tròn, nồi cách thủy,…
- Ồng nghiệm
- Tủ ủ (10 - 150C)

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

16


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Máy waterbath

Trường ñại học cần thơ

Máy ño quang phổ

Hình 7: Một số thiết bị cần thiết trong phòng thí nghiệm

3.1.4 Hóa chất
- Cồn tinh khiết 99,5% không có aldehyt
- Acid cromotropic 99%
- NaHSO3 khan 98%
- Dung dịch KMnO4
- Dung dịch H2SO4 ñậm ñặc 98%, H2SO4 0,1N, H2SO4 1N
- Dung dịch iôt 0,1N, dung dịch tinh bột 1%
- KI tinh thể, Na2S2O3 0,1N
- Metyl ñỏ dung dịch rượu 0,2%, metyl xanh dung dịch rượu 0,1%
- Phenolphtalein dung dịch rượu 1%, KOH 0,1N
3.2 Phương pháp nghiên cứu
3.2.1 Phương pháp lấy mẫu
Gạo nếp than ñược mua ở chợ Cần Thơ, chọn nếp than có hạt ñồng ñều, không bị lộn
gạo hoặc nếp khác, nếp than chỉ có một màu tím ñậm. Nếp sử dụng trong suốt quá trình
thí nghiệm phải mua ñủ một lần ñể tránh sai số

Bánh men thuốc bắc ñược mua từ chợ, các bánh men ñược ñánh số 1, 2.

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

17


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

3.2.2 Phương pháp nghiên cứu
Thí nghiệm ñược bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên theo phương pháp thừa số 2 hoặc 3 nhân tố,
3 lần lặp lại, kết quả phân tích thống kê.
3.2.3 Phương pháp phân tích
a. Xác ñịnh hàm lượng ethanol
Phương pháp hoá học ( phụ lục A.1)
b. Xác ñịnh hàm lượng methanol ( phụ lục A.2)
Hàm lượng metanol trong toàn bộ thí nghiệm ñược xác ñịnh dựa vào qui ñịnh của ngành
y tế, về cách xác ñịnh hàm lượng methanol trong rượu, cồn 52 TCN – TQTP 006:2004.
c. Xác ñịnh hàm lượng acid tổng số ( phụ lục A.3)
Bằng phương pháp xác ñịnh lượng axit tổng số
d. Xác ñịnh hàm lượng aldehyde ( phụ lục A.4)

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

18


Luận văn tốt nghiệp khóa 28-2007

Trường ñại học cần thơ

3.3 Nội dung và bố trí thí nghiệm
3.3.1 Sơ ñồ thí nghiệm tham khảo
Nếp than
Làm sạch
Nấu chín
ðể nguội
Trộn bánh men
A2

A1
Ủ (3ngày)

A1 B1

A1 B2

A2 B1

A2 B2

Chan nước
Lên men
C1

C2

C3

C4

C5

Hãm cồn
Lên men phụ
Hình 8: Khảo sát ảnh hưởng của 2 loại nấm men và thời gian lên men ñến chất lượng rượu

3.3.2 Nội dung thí nghiệm
Khảo sát loại bánh men, nhiệt ñộ và thời gian lên men
Mục ñích: Khảo sát ảnh hưởng của loại bánh men thuốc bắc, nhiệt ñộ và thời gian lên
men ñến chất lượng rượu.
Bố trí thí nghiệm: 2 nhân tố, 3 lần lặp lại
Nhân tố A (bánh men): A1 ( Hải Anh Quang)

A2 ( Làng Vân- Hà Bắc)

Chuyên ngành công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và sinh học ứng dụng

19